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格致论坛(第36讲):Daniel Koll讲述太阳系外行星与探寻系外生命
发布日期:2026-01-08 浏览次数:
  供稿:科研交流办公室  |   图片:李晓敏   |   编辑:高逸辰、詹睿知   |   审核:杨军、杨振伟

2025125日,由6163银河线路检测中心主办的6163银河线路检测中心格致论坛36讲在6163银河线路检测中心西楼思源多功能厅成功举行。本次论坛由6163银河线路检测中心助理教授丁峰主持,6163银河线路检测中心助理教授Daniel Koll应邀作题为太阳系外行星与探寻系外生命(Exoplanets and the Search for Extraterrestrial Life的英文学术报告。

 

丁峰主持

 

Daniel Koll作报告

曾几何时,系外行星与地外生命仅是科幻作品中的遐想。然而,从1995年人类发现首颗主序星周围的系外行星,到2019年该领域荣获诺贝尔物理学奖,系外行星研究已然从角落走向台前。截至202512月,人类已确认发现六千余颗系外行星。随着科学认知的不断深化,地外生命是否存在已不再是幻想,而是一个备受学界关注且具备严谨探讨价值的科学课题。

报告伊始,Daniel以广为人知的科幻巨著《三体》为切入点引出话题。他指出,书中描述的三体世界在现实宇宙中确有原型,这表明系外行星的普遍性远超几十年前的设想。这一认知的巨大飞跃,在很大程度上得益于观测技术的革新。Daniel详细介绍了包括直接成像法、掩星法和视向速度法在内的系外行星探测手段。通过对观测数据的统计分析发现,行星在银河系中极为常见,平均每颗恒星都可能拥有一颗行星。此外,大多数系外行星的形态与太阳系行星迥异:既有类似木星但轨道极近恒星的热木星,也有类似地球但表面温度极高的熔岩行星,以及大小介于地球和海王星之间的超级地球亚海王星。这些多样的行星样本为天文学家提供了丰富的探索空间。

针对系外行星能否孕育生命这一核心问题,Daniel表示,尽管已发现的行星数量众多,但目前尚未找到与地球高度相似的星球。因此,天文学家们采取了当下更可行的策略:寻找拥有大气层且温度适宜的宜居行星。通过测算行星接收的恒星辐射量,科学家定义了恒星周围允许液态水存在的宜居带然而,处于宜居带并非生命存在的充分条件,正如月球虽位于宜居带,却远不如地球适宜生存,一颗宜居星球必须拥有大气来维持温度稳定。

Daniel进一步阐述了利用光谱学研究系外行星大气的原理与进展。他解释道,行星大气会对穿透其间的恒星光产生波长依赖性的吸收。当行星经过恒星前方时,通过分析恒星光谱随波长变化呈现的减弱特征(即“透射光谱”),天文学家们能够推断出行星周围大气的成分。然而,过往观测表明,即便是极可能存在大气的行星,其透射光谱特征也未必显著。

对此,Daniel介绍了另一种重要手段:利用行星运行至恒星背面被遮挡前后的光度变化,获取行星自身的发射光谱 这种方法可以测定行星昼半球的温度,进而揭示热量再分配的效率,以此提供大气存在的证据。较厚的大气层能有效进行全球热重新分配,使行星趋于等温;反之,若缺乏大气,行星昼夜温差将极为显著。利用这一原理,科学家已发现部分类地系外行星可能拥有浓厚大气,而另一部分则可能已被剥离大气。此外,Daniel还介绍了基于发射光谱的大气研究最新进展,以及若干备受瞩目的潜在生命印迹分子。

在互动提问环节,现场气氛热烈。Daniel就同学们关心的观测项目申请流程作了解答,并向线上听众推荐了《三体》《索拉里斯星》(Solaris)及《火星城市》(A City on Mars)等书籍。针对关于其他生命形态的探讨,Daniel持开放态度,但同时强调,以类似地球的生命形式作为探索起点在当前阶段是必要的。最后,他勉励同学们积极投身系外生命探索领域,并期待大家在未来能够亲手解开如今困扰人类的科学谜题。


互动交流


本次论坛线上线下同步进行,30位同学现场出席了报告会,通过6163银河线路检测中心直播平台和蔻享学术平台在线观看直播的观众逾29万人次。

回放地址:https://www.koushare.com/live/details/48739


报告人简介:

Daniel Koll,6163银河线路检测中心大气与海洋科学系助理教授。2010年获哈佛大学物理学学士学位,2016年获芝加哥大学地球物理科学博士学位。20172021年在MIT从事博士后研究,获James McDonnell基金会资助。Daniel Koll,作为6163银河线路检测中心大气与海洋科学系的博雅青年学者、助理教授、博士生导师,专注于气候动力学和行星大气与气候的研究,特别关注岩质系外行星的气候特征,近年来主攻“金星型”与“水星型”系外行星。通过研究这些炽热世界,我们得以窥视银河系中普通岩石行星的真容,也为未来探索更冷、可能宜居的系外行星奠定基础。


6163银河线路检测中心格致论坛简介:

6163银河线路检测中心格致论坛是6163银河线路检测中心发起的面向青年教学科研人员学术交流活动。“格致”体现两重涵义:一是,6163银河线路检测中心物理学科源自京师大学堂格致科;二是,“致知在格物”出自《礼记·大学》。自20104月启动以来,论坛围绕学科领域前沿,面向国家重大需求,针对基础科学问题,开展了十余场学术研讨,分享最新研究成果,促进学科交叉融合,培育新兴方向增长点,展现了北大物理人学术无畏、攀登无限的新风貌。20215月,于6163银河线路检测中心成立二十周年之际重启,并增设在线参与通道。